KR20200007470A - 무정전 전원 공급 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

무정전 전원 공급 장치 및 그의 제어 방법 Download PDF

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박종국
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Abstract

무정전 전원 공급 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치는, 상용 전원에서 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터, 배터리 및 제1 모드에서 기 설정된 시간대에 배터리의 잔량이 기 설정된 하한값에 도달할 때까지 상기 배터리를 방전시켜 부하에 전원을 공급하는 제어 신호를 생성하고, 제2 모드에서 부하량이 기 설정된 기준값을 초과하면 상기 상용 전원에서 입력되는 입력 전류를 제한하고 배터리를 방전시켜 부하에 전원을 공급하는 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

무정전 전원 공급 장치 및 그의 제어 방법{UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY AND METHOD FOR THEREOF}
본 발명은 무정전 전원 공급 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하량이 변화하더라도 최대 효율을 갖는 범위 내에서 동작할 있는 무정전 전원 공급 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
무정전 전원 공급 장치(UPS : Uninterruptible Power Supply)는 상시적으로 안정적인 전원의 공급이 필요한 산업 분야에서 상용전원의 정전, 순간정전, 전압강하 등의 사고에 대비하기 위해 널리 활용되고 있다.
이러한 무정전 전원 공급 장치는 부하단에 정격 용량의 60 내지 80%의 전력을 공급할 때 최대 효율을 갖게 된다. 따라서, 무정전 전원 공급 장치가 최대 효율을 가지는 범위에서 동작하도록 하기 위해서는 부하의 크기를 고려하여 무정전 전원 공급 장치의 용량을 선택해야 한다.
시간에 따른 부하량이 일정한 경우, 부하량을 쉽게 예측할 수 있으므로 최대 효율을 가지면서 동작할 수 있는 무정전 전원 공급 장치의 용량을 쉽게 결정할 수 있다.
그러나, 시간에 따른 부하량의 변화가 큰 경우 최대 효율을 가지면서 동작할 수 있는 무정전 전원 장치의 용량을 결정하는 것에는 어려움이 따른다. 시간에 따른 부햐량의 변화가 큰 부하로는 컨베이어 벨트, 엘리베이터, 에스컬레이터, 스크린 도어, 레이더 등을 들 수 있다.
상기와 같은 특성을 가지는 부하의 경우, 최대 부하량에 맞추어 무정전 전원 공급 장치의 용량을 결정하면 일시적으로 피크값을 가지는 부하량을 기준으로 최대 효율 운전 범위가 결정되므로 불필요하게 무정전 전원 장치의 용량이 커질 수 있다는 문제가 발생한다.
또는 일시적인 피크값을 배제하고 통상적인 부하량에 맞추어 무정전 전원 장치의 용량을 결정하면 무정전 전원 장치 운전 효율이 저하될 수 있다는 문제가 발생한다.
이에, 시간에 따른 부하량의 변화가 큰 특성을 가지는 부하에 안정적으로 전원을 공급하며, 최대 효율 범위 내에서 운전할 수 있는 무정전 전원 공급 장치에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 변동량이 큰 부하에 안정적으로 전원을 공급하면서도 최대 효율 범위 내에서 운전할 수 있는 무정전 전원 공급 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
무정전 전원 공급 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치는, 상용 전원에서 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터, 배터리 및 제1 모드에서 기 설정된 시간대에 배터리의 잔량이 기 설정된 하한값에 도달할 때까지 상기 배터리를 방전시켜 부하에 전원을 공급하는 제어 신호를 생성하고, 제2 모드에서 부하량이 기 설정된 기준값을 초과하면 상기 상용 전원에서 입력되는 입력 전류를 제한하고 배터리를 방전시켜 부하에 전원을 공급하는 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 제1 모드로 설정된 경우 제1 모드 동작 시간 및 배터리 잔여 용량 하한값을 수신하고, 상기 제1 모드 동작 시간에 돌입하면 상기 컨버터의 출력 전압을 상기 배터리 전압보다 낮추는 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 배터리의 잔여 용량이 상기 기 설정된 하한값에 도달하면, 상기 컨버터의 출력 전압이 상기 배터리의 동작 전압보다 높은값을 가지도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 제2 모드로 설정된 경우, 상기 부하에 공급되는 전류를 센싱하여 상기 부하의 크기가 상기 부하량 기준값을 초과한 것으로 판단되면 상기 컨버터의 출력 전압을 상기 배터리의 동작 전압보다 낮추는 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 배터리의 잔여 용량이 상기 기 설정된 하한값에 도달하면, 상기 부하의 크기가 상기 부하량 기준값을 초과하는 상태라도 상기 컨버터의 출력 전압이 상기 배터리의 동작 전압보다 높은값을 가지도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
상술한 무정전 전원 공급 장치에 따르면, 부하량이 단시간에 변화하는 경우라도 무정전 전원 공급 장치가 최대 효율 범위 내에서 운전하도록 제어할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 무정전 전원 공급 장치가 제1 모드로 동작하는 경우 이를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 무정전 전원 공급 장치가 제2 모드로 동작할 때 부하량에 따라 상용 전원의 전력 공급 추이 및 배터리의 전력 공급 추이를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 또 다른 실시예에 따른 상용 전원의 전력 공급 추이 및 배터리의 전력 공급 추이를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치는 컨버터(110), 인버터(130), 배터리(150) 및 컨버터 제어부(170)를 포함한다. 도 1에는 본 발명과 관련있는 구성요소들만이 도시되어 있는바, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 도 1이 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소가 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
컨버터(110)는 상용 전원(200)에서 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 인버터(130)에 부하 전력을 공급하거나 배터리(150)에 전력을 공급한다.
컨버터(110)의 출력단은 DC-Link 단을 통해 배터리(150)와 연결된다. 따라서, PWM 제어를 통해 컨버터(110)의 출력 전압을 인위적으로 낮추어 컨버터(110)의 출력전압이 배터리(150) 동작전압보다 낮아지면 배터리(150)가 방전되며 부하단에 전원을 공급하게 된다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치(100)의 제어 방법에서는 컨버터(110)의 출력 전압을 제어하여 상용 전원에서 공급되는 전력만을 부하(300)에 공급하거나, 배터리(150)에 저장된 전력이 부하(300)에 공급되도록 제어할 수 있다.
인버터(130)는 직류 전력을 안정적인 교류 전력으로 변환하여 부하(300)에 공급한다. 구체적으로, 인버터(130)는 컨버터(110)를 통해 직류 전원으로 변환된 상용 전원(110)의 전력을 부하(300)에 공급하거나, 배터리(150)가 공급하는 전력을 교류 전원으로 변환하여 부하(300)에 공급한다.
배터리(150)는 컨버터(110) 및 인버터(130)의 직류 모선에 연결되어 있어 상용 전원(200)에 이상이 발생한 경우 저장된 전력을 부하(300)에 공급한다.
제어부(170)는 무정전 전원 공급 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
제어부(170)는 컨버터(130)를 제어하여 상용 전원에서 공급되는 전력만이 부하(300)에 공급되도록 하거나, 배터리(150)를 방전시켜 배터리(150)에 저장된 전력을 부하(300)에 공급되도록 할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(170)는 무정전 전원 공급 장치(100)가 제1 모드로 설정된 경우 부하량과 상관없이 기 설정된 시간대에 배터리의 잔량이 기 설정된 하한값에 도달할 때까지 상기 배터리를 방전시켜 부하에 전원을 공급하는 제어 신호를 생성한다.
이를 위해, 제어부(170)는 컨버터(110)의 출력전압을 배터리 동작전압보다 낮은 값으로 설정하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 제1 모드에서 제어부(170)는 배터리의 잔여 용량이 기 설정된 하한값에 도달하면 컨버터(110) 출력 전압을 배터리 동작전압 이상으로 설정하는 제어 신호를 생성하여, 배터리의 방전을 중단하고 상용전원으로 배터리(150)를 충전시킨다.
또 다른 실시예로 무정전 전원 공급 장치(100)가 제2 모드로 설정된 경우,
제어부(170)는 부하량이 기 설정된 기준값을 초과하면 상기 상용 전원(200)에서 입력되는 입력 전류를 제한하고 배터리(150)를 방전시켜 부하(300)에 전원을 공급하는 제어 신호를 생성한다.
부하량 증가함에 따라 상용 전원에서 입력되는 전류량이 증가하면 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위 밖에서 동작하게 된다. 이에, 부하량이 증가한 경우 상용 전원에서 입력되는 전류량을 제한하여 최대 효율 범위 내에서 동작하도록 하되 부족한 전력은 배터리(150)가 공급하도록 하는 것이다.
상술한 무정전 전원 공급 장치(100)에 따르면, 부하량이 단시간에 변화하는 경우라도 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위 내에서 운전하도록 제어할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
이하에서는, 각 모드에서 무정전 전원 공급 장치를 제어하는 방법을 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 무정전 전원 공급 장치가 제1 모드로 동작하는 경우 이를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제어부(170)는 먼저 제1 모드 동작 시간 및 배터리 잔여 용량 하한값을 수신한다(S210). 상기 제1 모드 동작 시간 및 배터리 잔여 용량 하한값은 사용자가 무정전 전원 공급 장치(100)에 구비된 사용자 인터페이스를 통해 입력한 값을 수신하거나, RS-485 시리얼 통신(Serial Communication)을 통해 수신할 수 있다.
한편, "제1 모드 동작 시간"은 배터리(150)에 저장된 전력을 부하(300)에 공급하도록 설정된 시간을 의미한다. 예를 들어, 부하의 특성에 따라 특정 시간대에 부하량이 급증하는 경우가 있을 수 있다. 이에, 제1 모드 동작 시간을 부하량이 급증하는 시간대로 설정하면, 해당 시간대에는 상용 전원(200)과 더불어 배터리(150)가 부하에 전력을 공급하게 된다.
또한, "배터리 잔여 용량 하한값"은 무정전 전원 공급 장치의 고유의 기능을 안정적으로 수행하기 위해 필요한 최소한의 배터리(150) 잔여 용량을 의미한다.
부하량이 급증하는 "제1 모드 동작 시간"에 배터리(150)에 저장된 전력을 제한없이 사용하면, 상용 전원(200)에 이상이 생겼을 때 무정전 전원 공급 장치(100)의 고유의 기능을 실행하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
이에, 부하량이 급증하는 "제1 모드 동작 시간"에 배터리(150)에 저장된 전력을 사용하되, 무정전 전원 공급 장치(100)로서의 동작을 수행하기 위한 최소한의 배터리량을 설정해야하는데 이 값이 바로 "배터리 잔여 용량 하한값"이다.
상술한 설정값들을 수신한 후, 현재 시간이 사용자에 의해 설정된 제1 모드 동작 시간에 진입했는지를 판단한다(S220). 제1 모드 동작 시간에 진입하지 않은 경우 일반 모드로 동작한다(S250). 여기에서, 일반 모드란 통상적인 무정전 전원 공급 장치(100)로 동작하는 모드를 의미한다.
제1 모드 동작 시간에 진입하면, 제어부(170)는 컨버터(110)의 출력 전압을 배터리(150)의 동작보다 낮추는 제어 신호를 생성한다(S230). 상술한 바와 같이, 컨버터(110)의 출력단은 DC-Link를 통해 배터리(150)와 연결되어 있는바, 컨버터(110)의 출력 전압이 배터리(150)의 동작보다 낮아지면 배터리(150)가 방전되며 부하(300)에 전원을 공급하게 된다.
배터리(150)가 부하에(300)에 전원을 공급하기 시작하면, 제어부(170)는 배터리의 잔여 용량이 기 설정된 배터리 잔여 용량 하한값에 도달했는지를 판단한다(S240).
판단 결과 배터리(150)의 잔여 용량이 기 설정된 배터리 잔여 용량 하한값을 초과하면, 계속해서 배터리(150)가 부하(300)에 전원을 공급하도록 한다. 즉, 제어부(170)는 컨버터(110)의 출력 전압을 배터리(150) 동작 전압보다 낮은 상태가 유지되도록 한다.
배터리(150)의 잔여 용량이 기 설정된 배터리 잔여 용량 하한값에 도달하면, 제어부(170)는 컨버터(110)의 출력 전압이 배터리(150)의 동작 전압보다 높은값을 가지도록 하는 제어 신호를 생성한다. 즉, 무정전 전원 공급 장치(100)가 제1 모드에서 일반 모드로 전환되도록 제어한다.
상술한 무정전 전원 공급 장치(100)의 제어 방법에 따르면, 부하량이 급증하는 시간대에 배터리(150)에 저장된 전력을 이용함으로써, 부하량이 급증함에 따라 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위 밖에서 동작하게되는 것을 방지할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
무정전 전원 공급 장치(200)의 동작 모드가 제2 모드로 설정된 경우, 부하량 기준값과 배터리 잔여 용량 하한값을 수신한다(S310).
여기에서, "부하량 기준값"은 부하(300)의 크기가 증가함에 따라 배터리(150)가 부하(300)가 전력을 공급하게 되는 부하(300)의 크기를 의미한다. "배터리 잔여 용량 하한값"은 도 2에서 설명한 바와 동일하다. 또한, 상술한 설정값들을 수신하는 방법도 도 2에서 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
이후, 제어부(170)는 부하(300)의 크기가 상술한 기준값을 초과하는지를 판단한다(S320). 부하(300)의 크기가 결정되면 부하(300)에 공급되는 전류의 크기가 결정되는바, 제어부(170)는 부하(300)에 공급되는 전류를 센싱하여 부하(300)의 크기가 기준값을 초과하는지를 판단할 수 있다.
부하량이 기준값을 초과하면 상용 전원(200)에서 입력되는 전류의 크기를 제한하는 제어 신호를 생성한다(S330). 부하(300)의 크기가 증가하여 부하(300)에 입력되는 전류의 크기가 증가하면 이에 대응하기 위해 상용 전원(200)에서 입력되는 전류의 크기가 증가한다.
상기와 같은 이유로 상용 전원(200)에서 입력되는 전류가 증가하면 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위 외에서 동작하게 된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(170)는 부하량이 증가하여 부하(300)에 공급되어야 할 전류의 크기가 증가하면, 상용 전원(200)에서 입력되는 전류가 증가하지 않도록 제어하고 부족한 전류는 배터리(150)에서 공급하도록 제어한다.
제어부(170)는 배터리(150)가 부하(300)에 전류를 공급하도록 하기 위해 컨버터(100)의 출력 전압을 배터리(150) 동작 전압보다 낮추는 제어 신호를 생성한다(S340).
상술한 바와 같이, 부하(300)에 공급되어야할 전류가 증가하는 경우, 상용 전원(200)에서 입력되는 전류의 크기를 제한하고 부족분을 배터리(150)가 공급하도록 제한하면 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위 내에서 동작하도록 제어할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
배터리(150)가 부하(300)에 전류를 공급함에 따라 배터리의 잔여 용량이 저하되어 배터리 잔여 용량 하한값에 도달하면(S350), 제어부(170)는 부하의 크기가 부하량 기준값을 초과하는 상태라도 컨버터(110)의 출력 전압이 배터리(150)의 동작 전압보다 높은값을 가지도록 하는 제어 신호를 생성한다.
즉, 무정전 전원 공급 장치(100)의 동작 모드를 일반 모드로 전환시킨다(S360). 일반 모드는 상술한 바와 같이 일반 모드란 통상적인 무정전 전원 공급 장치(100)로 동작하는 모드를 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 무정전 전원 공급 장치가 제2 모드로 동작할 때 부하량에 따라 상용 전원의 전력 공급 추이 및 배터리의 전력 공급 추이를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4에 도시된 그래프는 부하의 크기에 따라 상용 전원과 배터리가 공급하는 전력의 추이를 단순화하여 시각적으로 설명하기 위한 것으로, 실제 상용 전원과 배터리의 동작 특성을 반영하지 않는다.
0≤t<t1 구간에서, 부하(300)의 크기가 증가함에 따라 상용 전원(200)이 공급하는 전력의 크기도 함께 증가한다. 다만, 해당 구간에서 부하의 크기가 기준값(Rth)를 초과하지 않은 상태이므로 상용 전원(200)에서 입력되는 전력 전부를 부하(300)에 공급하더라도 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위 내에서 동작하게 된다.
t1≤t<t2 구간에서, 부하(300)가 기준값(Rth)를 초과한 상태이다. 이때, 부하에서 필요한 전력을 상용 전원(200)이 공급하도록 하면 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위를 벗어나 동작하게 된다.
따라서, 제어부(170)는 상용 전원(200)에서 입력되는 전류의 크기를 제어하는 신호를 생성하고 부족한 전력은 배터리(150)가 공급하도록 컨버터(110)의 출력 전압을 배터리(150) 동작 전압보다 낮추는 제어 신호를 생성한다.
t≥t2 구간에서, 부하(300)의 크기가 기준값(Rth) 이하가 되면 상용 전원(200)이 공급하는 전류를 그대로 부하(300)에 전달하더라도 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위 내에서 동작할 수 있게 되므로 제어부(150)는 컨버터(110)의 출력 전압을 배터리(150)의 동작 전압보다 높게 유지하는 제어 신호를 생성하여 배터리(150)에서 부하(300)로의 전력 공급을 중단한다.
한편, 상술한 실시예에서는 부하(300)의 크기가 기준값(Rth) 이하가 되어 배터리(150)가 부하(300)에 더 이상 전력을 공급하지 않는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 배터리(150)의 잔여 용량에 따라 배터리(150)에서 부하(300)로의 전력 공급이 중단되는 경우가 있을 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 또 다른 실시예에 따른 상용 전원의 전력 공급 추이 및 배터리의 전력 공급 추이를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4에서와 마찬가지로 도 5에 도시된 그래프도 부하의 크기에 따라 상용 전원과 배터리가 공급하는 전력의 추이를 단순화하여 시각적으로 설명하기 위한 것으로, 실제 상용 전원과 배터리의 동작 특성을 반영하지 않는다.
0≤t<t3 구간에서, 부하(300)의 크기가 증가함에 따라 상용 전원(200)이 공급하는 전력의 크기도 함께 증가한다. 다만, 해당 구간에서 부하의 크기가 기준값(Rth)를 초과하지 않은 상태이므로 상용 전원(200)에서 입력되는 전력 전부를 부하(300)에 공급하더라도 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위 내에서 동작하게 된다.
즉, 배터리(150)가 부하(300)에 전력을 공급하지는 않는바 배터리 잔여 용량도 일정한 값을 유지한다.
t3≤t<t4 구간에서, 부하(300)가 기준값(Rth)을 초과한 상태이다. 이때, 부하에서 필요한 전력을 상용 전원(200)이 공급하도록 하면 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위를 벗어나 동작하게 된다.
따라서, 제어부(170)는 상용 전원(200)에서 입력되는 전류의 크기를 제어하는 신호를 생성하고 부족한 전력은 배터리(150)가 공급하도록 컨버터(110)의 출력 전압을 배터리(150) 동작 전압보다 낮추는 제어 신호를 생성한다. 따라서, 배터리(150)의 잔여 용량도 시간의 흐름에 따라 줄어들게 된다.
t≥t4 구간에서, 부하(300)의 크기는 여전히 기준값(Rth)을 초과한 상태이다. 그러나, 배터리(150)의 잔여 용량이 기 설정된 하한값에 도달한 상태이므로 배터리(150)에서 부하(300)로의 전력 공급을 그대로 유지하면 무정전 전원 공급 장치(100)의 본연의 기능을 수행하지 못하게 된다.
따라서, 제어부(170)는 부하(300)의 크기가 기준값(Rth)을 초과한 상태라도 배터리(150)의 잔여 용량이 기 설정된 하한값에 도달하면 컨버터(110)의 출력 전압의 크기를 배터리(150) 동작 전압보다 높이는 제어 신호를 생성하여 배터리(150)에서 부하(300)로의 전력 공급을 중단한다.
따라서, t≥t4 구간에서 제어부(170)는 무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위를 벗어나 동작하게 되더라도 상용 전원(200)에서 입력되는 전류의 크기를 제한하지 않는다.
무정전 전원 공급 장치(100)가 최대 효율 범위 내에서 동작시키는 것보다 배터리(150)의 잔여 용량을 하한값보다 크게 유지하여 상용 전원(200)에 이상이 발생하더라도 부하(300)이 안정적인 전력을 공급하는 것이 더 중요하기 때문이다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 상용 전원에서 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터;
    직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터;
    배터리; 및
    제1 모드에서 기 설정된 시간대에 배터리의 잔량이 기 설정된 하한값에 도달할 때까지 상기 배터리를 방전시켜 부하에 전원을 공급하는 제어 신호를 생성하고, 제2 모드에서 부하량이 기 설정된 기준값을 초과하면 상기 상용 전원에서 입력되는 입력 전류를 제한하고 배터리를 방전시켜 부하에 전원을 공급하는 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 무정전 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제1 모드로 설정된 경우 제1 모드 동작 시간 및 배터리 잔여 용량 하한값을 수신하고, 상기 제1 모드 동작 시간에 돌입하면 상기 컨버터의 출력 전압을 상기 배터리 전압보다 낮추는 제어 신호를 생성하는 무정전 전원 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 잔여 용량이 상기 기 설정된 하한값에 도달하면, 상기 컨버터의 출력 전압이 상기 배터리의 동작 전압보다 높은값을 가지도록 하는 제어 신호를 생성하는 무정전 전원 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제2 모드로 설정된 경우, 상기 부하에 공급되는 전류를 센싱하여 상기 부하의 크기가 상기 부하량 기준값을 초과한 것으로 판단되면 상기 컨버터의 출력 전압을 상기 배터리의 동작 전압보다 낮추는 제어 신호를 생성하는 무정전 전원 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 잔여 용량이 상기 기 설정된 하한값에 도달하면, 상기 부하의 크기가 상기 부하량 기준값을 초과하는 상태라도 상기 컨버터의 출력 전압이 상기 배터리의 동작 전압보다 높은값을 가지도록 하는 제어 신호를 생성하는 무정전 전원 공급 장치.
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